JPH05177822A - Ink level control system for offset press - Google Patents
Ink level control system for offset pressInfo
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- JPH05177822A JPH05177822A JP3153960A JP15396091A JPH05177822A JP H05177822 A JPH05177822 A JP H05177822A JP 3153960 A JP3153960 A JP 3153960A JP 15396091 A JP15396091 A JP 15396091A JP H05177822 A JPH05177822 A JP H05177822A
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- B41F31/00—Inking arrangements or devices
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- B41F31/022—Ink level control devices
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- G—PHYSICS
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Abstract
Description
【０００１】[0001]
【発明の背景】本発明は、オフセット印刷機のインク溜
におけるインクレベルを制御するための装置および方法
に関するものである。BACKGROUND OF THE INVENTION The present invention relates to an apparatus and method for controlling ink levels in a fountain of an offset printing press.
【０００２】オフセット印刷機において、インクが、像
を印刷プレートからインプレッションブランケットロー
ラ、さらに用紙に転写するために使用される。インクは
インク溜または容器中に貯えられ、インクに間接的に接
触するインク溜ローラに送られる。印刷される像の濃度
は、インク処理ローラ上のインクフィルムの厚さによっ
て大きく影響を受ける。インクフィルムの厚さは、イン
ク溜において露出するインク面の大きさによってある程
度制御される。したがって、オフセット印刷機による印
刷物の画質を維持するためには、インク溜中のインクレ
ベルおよびインク補給量を常時監視することが必要であ
る。In offset printing presses, ink is used to transfer an image from a printing plate to an impression blanket roller and then to paper. The ink is stored in an ink reservoir or container and is sent to an ink reservoir roller that indirectly contacts the ink. The density of the printed image is greatly affected by the thickness of the ink film on the ink treatment roller. The thickness of the ink film is controlled to some extent by the size of the ink surface exposed in the ink reservoir. Therefore, in order to maintain the image quality of the printed matter by the offset printing machine, it is necessary to constantly monitor the ink level in the ink reservoir and the ink supply amount.
【０００３】フロート（米国特許第３，０２５，７９８
号参照）、触知性のまたは機械的なセンサ（米国特許第
３，３７３，０５２号、および同第３，８４８，５２９
号参照）、および空気式センサ（米国特許第４，０１
０，６８３号参照）並びに超音波センサを有するいくつ
かの技術が、オフセット印刷機におけるインクレベルの
検出のために使用される。インク溜内のインクに間接的
に接触することが必要な技術（フロート、触知性のおよ
び空気式のセンサ）は、信頼のおけるものではないこと
がこれまでに明らかにされている。静電容量式および超
音波式のセンサは、インク溜のレベルを測定するために
種々の装置において使用されていきている。静電容量式
の装置は、第１のプレートとしての電極および第２のプ
レートとしての金属性インク溜から形成されたコンデン
サの比誘電率の変化を監視することによって、インクレ
ベルの変化を測定する。２枚のプレートの間に存在する
空気およびインクが誘電体として機能する。Float (US Pat. No. 3,025,798
Tactile or mechanical sensors (US Pat. Nos. 3,373,052, and 3,848,529).
And a pneumatic sensor (US Pat. No. 4,011).
0,683) as well as several techniques with ultrasonic sensors are used for ink level detection in offset printing presses. It has previously been shown that techniques that require indirect contact with the ink in the fountain (float, tactile and pneumatic sensors) are not reliable. Capacitive and ultrasonic sensors have been used in various devices to measure the level of ink fountains. Capacitive devices measure changes in ink level by monitoring changes in the relative permittivity of a capacitor formed from an electrode as a first plate and a metallic ink reservoir as a second plate. .. The air and ink present between the two plates act as a dielectric.
【０００４】超音波センサを使用する装置は、トランス
デューサから放射される音響エネルギーの送信と、前記
放射されたエネルギーのエコーの受信との間の時間を測
定することによって、インクレベルの変化を検出する。
エコーは、インク表面からの反射である。典型的には、
トランスデューサは、送信の際に電気的エネルギーを機
械的エネルギーに変換するために使用され、受信の際に
機械的エネルギーを電気的エネルギーに変換するため使
用される、圧電セラミック素子からなる。室温での大気
中の音速に関する知識によって、離れたトランスデュー
サおよびインク表面の間の距離を計算することができ、
よって、インク表面の高さの変化を検出することができ
る。インク表面のレベルが望ましいレベルまたは設定レ
ベル以下に低下したとき、電気的に作動するバルブを開
放せしめる電気信号が発せられる。バルブが開放された
とき、インクは、貯蔵タンクからインク溜へ流れるよう
になる。インクレベルが望ましレベルまたは設定レベル
以上に上昇したとき、電気的に作動するバルブを閉鎖せ
しめる電気信号が発せられ、貯蔵タンクからインク溜へ
のインクの流れが遮断される。超音波トランスデューサ
を用いたインク溜の監視は、相対的に複雑である。イン
ク表面の気泡、表面の起伏（高粘性の、混合されないイ
ンクの表面に対する乱れが、長時間にわたって継続す
る）、インキ溜内で使用される機械的なインクミキサに
よって引き起こされる大きな乱れ、およびトランスデュ
ーサおよびインク表面の間に存在する空気の運動等の因
子が、インク表面から反射されるエコーを、読み取りか
ら次の読み取りまでに、断続的に消失させ、あるいは著
しく変化させ得る。この測定の不安定性は、制御回路お
よび（使用される場合には）ソフトウェアプログラムの
複雑さを著しく増大させる。Devices using ultrasonic sensors detect changes in ink level by measuring the time between the transmission of acoustic energy emitted from a transducer and the reception of an echo of said emitted energy. ..
Echo is the reflection from the ink surface. Typically,
Transducers consist of piezoceramic elements that are used to convert electrical energy into mechanical energy during transmission and to convert mechanical energy into electrical energy during reception. Knowledge of the speed of sound in the atmosphere at room temperature allows us to calculate the distance between the distant transducer and the ink surface,
Therefore, the change in the height of the ink surface can be detected. When the level of the ink surface drops below a desired or set level, an electrical signal is issued that causes the electrically operated valve to open. When the valve is opened, ink will flow from the storage tank to the ink reservoir. When the ink level rises above the desired or set level, an electrical signal is issued to close the electrically actuated valve, shutting off ink flow from the reservoir to the ink reservoir. Monitoring ink reservoirs with ultrasonic transducers is relatively complex. Ink surface bubbles, surface undulations (high viscosity, unmixed ink turbulence on the surface lasts for a long time), large turbulence caused by mechanical ink mixers used in the ink fountain, and transducer and Factors such as the movement of air present between the ink surfaces can cause echoes reflected from the ink surface to disappear intermittently or change significantly between readings. This measurement instability adds significantly to the complexity of the control circuitry and software programs (if used).
【０００５】[0005]
【発明の要約】したがって、本発明の目的は、オフセッ
ト印刷機におけるインク溜のインク表面のレベルを、正
確かつ信頼性を伴った方法で、監視し、制御するための
回路およびソフトウェアプログラムを備えた装置を提供
することである。かかる装置によって実現される効果
は、制御バルブの消耗を最小限に抑え、製造コストを減
少させることを含んでいる。SUMMARY OF THE INVENTION Accordingly, it is an object of the present invention to provide a circuit and software program for monitoring and controlling the level of the ink surface of a fountain in an offset printing press in an accurate and reliable manner. It is to provide a device. The effects achieved by such a device include minimizing control valve wear and reducing manufacturing costs.
【０００６】本発明によって、オフセット印刷機のイン
ク溜におけるインク表面のレベルを監視し、制御するた
めの装置が提供される。この装置は、インクおよびトラ
ンスデューサの間の距離を測定する超音波トランスデュ
ーサを使用する。トランスデューサ、そのケーブルおよ
び超音波トランシーバからなる共振システムが臨界的に
減衰せしめられないとき、送信放射オーバーリング（す
なわち、トランスデューサ起動エネルギー源が取り除か
れた後に継続する自己発振）が、約５インチ（１２．７
cm）またはそれ以内距離にある標的からのエコーを不明
瞭にする。同調可能な送信ラインフィルターによって、
調整される共振システムが、音響送信バーストオーバー
リングを最小限に押さえ、距離測定が、トランスデュー
サから５インチ（１２．７cm）以内の距離にある表面に
対する距離測定を十分に可能とする。In accordance with the present invention, there is provided an apparatus for monitoring and controlling the level of ink surface in the ink fountain of an offset printing press. This device uses an ultrasonic transducer that measures the distance between the ink and the transducer. When the resonant system consisting of the transducer, its cable and the ultrasonic transceiver is not critically damped, the transmitted radiative overring (ie, self-oscillation that continues after the transducer activation energy source is removed) is approximately 5 inches (12 .7
obscures echoes from targets at (cm) or less. With a tunable transmission line filter,
The tuned resonant system minimizes acoustic transmit burst overring, allowing distance measurement to be sufficient for distance measurements to surfaces within 5 inches (12.7 cm) of the transducer.
【０００７】本発明の効果の１つは、制御システムのダ
イナミックな応答がインク溜内のインクの粘性に一致
し、よってインク表面のレベルを制御すべき設定値に正
確に維持できるように改善がなされることである。記憶
された制御ソフトウェアエコータイム処理アルゴリズム
が、インクをインクトレーンに供給すること、または制
御バルブを通じて貯蔵タンクから供給することによる減
少の後、（インクの粘性に関係する）新たなレベルを確
立するためにインクが必要とする時間間隔を考慮する。
また、このアルゴリズムは、トランスデューサの測定領
域の下を機械的なインクミキサが通過することによって
引き起こされる大きな乱れの影響を消失させる。インク
レベルの長期的なふるまいは、連続するインクレベルの
測定値の周期的なサンプリングに基づいて平均値をとる
ことによって計算される。サンプリング技術の時間基準
は、校正の間にコントローラに入力され、校正データ記
憶装置に記憶されるインクの粘性に直接関係している。One of the advantages of the present invention is that the dynamic response of the control system is matched to the viscosity of the ink in the fountain, thus improving the level of the ink surface to be maintained precisely at the set point to be controlled. That is what is done. A stored control software echo time processing algorithm establishes a new level (related to ink viscosity) after a reduction by supplying ink to the ink train or from a storage tank through a control valve. Consider the time interval required by the ink.
The algorithm also eliminates the effects of large turbulence caused by the mechanical ink mixer passing under the measurement area of the transducer. Ink level long-term behavior is calculated by taking an average based on periodic sampling of successive ink level measurements. The time base of the sampling technique is directly related to the viscosity of the ink input to the controller during calibration and stored in the calibration data store.
【０００８】本発明の別の効果は、制御ソフトウェア
が、エコータイム処理アルゴリズムを、インク表面に発
生する気胞、または***によって引き起こされる不安定
性の程度を適当に考慮するように変更する、インク表面
アルゴリズムを用いることによって、インク表面の変動
を監視することである。インクレベルの短期間のふるま
いは、インクレベルの測定の間における連続する差の周
期的なサンプリングに基づく平均値形成アルゴリズムを
用いることによって監視される。長期的なインクレベル
の変動と短期的なインクレベルの変動をバランスさせる
ことによって、インク供給サイクルの最適の繰り返し率
を決定し、許容し得る正確さでもって制御レベルを確立
し、制御バルブの寿命をのばすことができる。Another advantage of the present invention is that the control software modifies the echo time processing algorithm to properly take into account the degree of instability caused by the vesicles or ridges that develop on the ink surface. Is used to monitor ink surface variations. Ink level short-term behavior is monitored by using an averaging algorithm based on periodic sampling of successive differences between ink level measurements. By balancing long-term ink level fluctuations with short-term ink level fluctuations, the optimal repetition rate of the ink supply cycle is determined, the control level is established with acceptable accuracy, and the life of the control valve is determined. Can be extended.
【０００９】本発明の他の目的、特徴および効果が、開
示された本発明の範囲から逸脱することなく種々の変形
例が可能であるが、以下の、添付図面を参照した本発明
の好ましい実施例の説明から容易に理解されるだろう。While other objects, features and advantages of the present invention are capable of various modifications without departing from the scope of the present invention disclosed, the following preferred embodiments of the present invention with reference to the accompanying drawings. It will be easily understood from the description of the examples.
【００１０】[0010]
【好ましい実施例の説明】図１において、オフセット印
刷機上のインク溜ＩＦは、インクを（図示はしない）印
刷プレートに供給し、インクトレーンＩＴのインク溜ロ
ーラＤＲを介して像を（図示はしない）ブランケットロ
ーラに転写する。インク溜ローラＤＲの回転運動によっ
て生じるインク波面ＩＷの上方に取付けられた超音波ト
ランスデューサＸＤが、インク波面ＩＷの上方におけ
る、トランスデューサからインク表面に至る距離を測定
するためのセンサとして使用される。DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS In FIG. 1, an ink reservoir IF on an offset printing machine supplies ink to a printing plate (not shown) and an image (not shown) is fed via an ink reservoir roller DR of an ink train IT. No) Transfer to blanket roller. The ultrasonic transducer XD mounted above the ink wavefront IW caused by the rotational movement of the ink reservoir roller DR is used as a sensor for measuring the distance from the transducer to the ink surface above the ink wavefront IW.
【００１１】マイクロプロセッサコントローラＣＥにお
いて、パルスジェネレータＰＧは送信パルスＴＰを発生
し、超音波トランシーバＵＸの送信部を起動し、同時に
クロックジェネレータＣＫによるタイマレジスタＴＲの
クロッキングをスタートさせる。超音波トランシーバＵ
Ｘから送信される電気振動は、送信ラインフィルタＴＦ
によってろ波され、超音波トランスデューサＸＤに与え
られる。超音波トランスデューサＸＤは、受信した信号
を音波ＴＷとして伝播するエネルギーバーストに変換す
る。送信波ＴＷがインク溜ＴＦ内のインク表面ＩＫにあ
たると、その結果生じた反射エコーＲＥが、超音波トラ
ンスデューサＸＤにあたり、順次送信ラインフィルタＴ
Ｆによってろ波される電気振動に変換される。超音波ト
ランシーバＵＸの受信部は、反射エコーの電気振動を変
換し、マイクロプロセッサコントローラＣＥ内のタイマ
レジスタＴＲのクロッキングを停止させるために使用さ
れる検出エコーパルスＤＰを発生する。十分大きい振幅
を有する送信エネルギーバーストは、受信部によって検
出され得る多重再反射エコーを発生するかもしれない。
その結果生じる好ましくない検出エコーパルスは、マイ
クロプロセッサコントローラＣＥ内の送信パルス消失器
によって除去される。In the microprocessor controller CE, the pulse generator PG generates the transmission pulse TP, activates the transmitter of the ultrasonic transceiver UX, and at the same time starts the clocking of the timer register TR by the clock generator CK. Ultrasonic transceiver U
The electric vibration transmitted from X is transmitted line filter TF.
It is filtered by and applied to the ultrasonic transducer XD. The ultrasonic transducer XD converts the received signal into an energy burst that propagates as a sound wave TW. When the transmission wave TW hits the ink surface IK in the ink reservoir TF, the reflection echo RE generated as a result hits the ultrasonic transducer XD and the transmission line filter T is sequentially arranged.
It is converted into electric vibrations that are filtered by F. The receiver of the ultrasonic transceiver UX produces a detected echo pulse DP which is used to convert the electrical oscillations of the reflected echo and stop the clocking of the timer register TR in the microprocessor controller CE. A transmitted energy burst with a sufficiently large amplitude may generate multiple re-reflected echoes that can be detected by the receiver.
The resulting unwanted detected echo pulse is rejected by the transmit pulse erasure unit in the microprocessor controller CE.
【００１２】タイマレジスタＴＲにおいてとられたカウ
ントは、ローパスフィルタＬＦによって処理され、電気
的な背景ノイズ、および超音波トランスデューサＸＤと
インク表面との間の空気の運動によって生じるノイズに
よる、高振動数の変動を円滑化する。ローパスフィルタ
を通過したカウント値は、コントローラソフトウェアＳ
Ｗ中のインク表面アルゴリズムＳＡに与えられる。イン
ク表面アルゴリズムは、この最新にフィルタを通過した
カウント値と、その直前に受け取られたフィルターを通
過したカウント値との間の差の絶対値を決定する。平均
値形成アルゴリズムが、この差の絶対値に適用され、表
面変動インデックスＶＩを更新する。平均値形成アルゴ
リズム、ローパスフィルタアルゴリズムおよびインク表
面アルゴリズムのフロー図を、それぞれ、図４、図５お
よび図６に示した。The count taken in the timer register TR is processed by the low pass filter LF and is of high frequency due to electrical background noise and noise caused by air movement between the ultrasonic transducer XD and the ink surface. Smooth fluctuations. The count value that passed the low-pass filter is the controller software S
Given to the ink surface algorithm SA in W. The ink surface algorithm determines the absolute value of the difference between this most recently filtered count value and the filter count value just received. An averaging algorithm is applied to the absolute value of this difference to update the surface variation index VI. Flow charts of the average value forming algorithm, the low pass filter algorithm and the ink surface algorithm are shown in FIGS. 4, 5 and 6, respectively.
【００１３】図７に示した、コントローラソフトウェア
ＳＷのエコータイム処理アルゴリズムは、収集されたタ
イマレジスタＴＲカウントを用い、インクレベルの未調
整の長期平均値を計算し、インク供給サイクルのタイミ
ングを決定する。平均値形成アルゴリズムにおいて用い
られるサンプリング時間およびサンプル数は、校正デー
タ記憶装置ＣＦによって与えられるインク応答ＩＲによ
って決定される。インク応答ＩＲは、インク溜ＩＦのイ
ンクＩＫに対して測定され、校正データエントリー装置
ＤＥを通じてマイクロプロセッサコントローラＣＥに入
力される。新たな未調整の長期インクレベルは、表面変
動インデックスＶＩを適用し、平均値形成プロセスにお
いて用いられるサンプリング時間間隔およびサンプル数
を変更し、調整された長期インクレベルＬＬの新たな値
を発生させることによって、インク表面変動に対して補
正される。The echo time processing algorithm of the controller software SW shown in FIG. 7 uses the collected timer register TR count to calculate an unadjusted long term average value of the ink level to determine the timing of the ink supply cycle. .. The sampling time and the number of samples used in the averaging algorithm are determined by the ink response IR provided by the calibration data store CF. The ink response IR is measured for the ink IK in the ink reservoir IF and input to the microprocessor controller CE through the calibration data entry device DE. The new unadjusted long-term ink level is applied the surface variation index VI, changing the sampling time interval and the number of samples used in the averaging process to generate a new value of the adjusted long-term ink level LL. Is corrected by the ink surface variation.
【００１４】調整された長期インクレベルＬＬは、コン
トローラソフトウェアＳＷにおけるコンパレータＣＰに
適用される。図８に示したように、調整された長期イン
クレベルＬＬが、校正データ記憶装置ＣＦによって与え
られた設定れべる値ＳＰよりも大きい場合には、インク
レベルが低下したことが示されており、制御バルブＣＶ
を開放すべくバルブドライバＶＤに対して信号が発せら
れ、インク供給サイクルが開始する。設定レベルＳＰ
は、許容し得るインクの適用範囲内に維持すべく正しい
レベルを判断する際の、印刷機のオペレータの経験から
確定され、校正データエントリー装置ＤＥを通じてマイ
クロプロセッサコントローラＣＥ内に入力される。The adjusted long-term ink level LL is applied to the comparator CP in the controller software SW. As shown in FIG. 8, when the adjusted long-term ink level LL is larger than the settable value SP provided by the calibration data storage device CF, it is indicated that the ink level has decreased. , Control valve CV
A signal is issued to the valve driver VD to open the ink, and the ink supply cycle starts. Setting level SP
Is determined from the experience of the printing press operator in determining the correct level to maintain within acceptable ink coverage and is entered into the microprocessor controller CE through the calibration data entry device DE.
【００１５】供給サイクルは、インクレベルの繰り返さ
れる測定、エコータイム処理アルゴリズムＥＡおよびイ
ンク表面アルゴリズムＳＡの適用によって、設定レベル
ＳＰと制御の安定性のために含まれる微小なヒステリシ
スとの総和よりも小さい調整された長期インクレベルＬ
Ｌが発生するまで、継続する。The supply cycle is smaller than the sum of the set level SP and the small hysteresis included for control stability, due to the repeated measurement of the ink level, the application of the echo time processing algorithm EA and the ink surface algorithm SA. Adjusted long-term ink level L
Continue until L occurs.
【００１６】インク制御システムの、超音波トランスデ
ューサＸＤから約５インチ（１２．７cm) 以内の距離に
位置するインク波面ＩＷからの反射エコーＲＥを検出す
る能力は、送信キーパルスＴＰによる励起の後、超音波
トランスデューサにおいて生じる自己発振オーバーリン
グの持続時間によって影響を受ける。この現象を図２に
示してあり、この図において、トランスデューサシステ
ムは送信ラインフィルタＴＦを有していない。送信キー
パルスＴＰが持続する間じゅう、超音波トランスデュー
サＸＤ内において発振が生じる。送信キーパルスが励起
されなくなった後も、超音波トランスデューサ素子は発
振し続ける。発振の振幅は、エネルギーが機械的および
電気的損失において消費されるにつれて次第に減少す
る。トランスデューサ、ケーブルおよびドライバ素子を
有する典型的なトランスデューサシステムに対して、こ
れらの発振は、超音波トランシーバＵＸの受信部によっ
て、受信部の感度に依存して４００〜８００マイクロ秒
の間検出され得る。図２において、標的エコー反射ＲＥ
が、送信バーストオーバーリングとともに含まれたもの
として示されている。その結果生じる検出エコーパルス
ＤＰは、標的エコーおよびオーバーリングの間に差異を
有していない。The ability of the ink control system to detect reflected echoes RE from the ink wavefront IW located within a distance of about 5 inches (12.7 cm) from the ultrasonic transducer XD has been shown to be very high after excitation by the transmitted key pulse TP. It is affected by the duration of the self-oscillating overring that occurs in the acoustic wave transducer. This phenomenon is shown in FIG. 2, in which the transducer system does not have a transmission line filter TF. Oscillation occurs in the ultrasonic transducer XD for the duration of the transmission key pulse TP. The ultrasonic transducer element continues to oscillate even after the transmission key pulse is no longer excited. The amplitude of oscillation gradually decreases as energy is consumed in mechanical and electrical losses. For a typical transducer system with transducers, cables and driver elements, these oscillations may be detected by the receiver of the ultrasound transceiver UX for 400-800 microseconds depending on the sensitivity of the receiver. In FIG. 2, the target echo reflection RE
Are shown to be included with the transmit burst over ring. The resulting detected echo pulse DP has no difference between the target echo and the overring.
【００１７】図３は、送信ラインフィルタＴＦがトラン
スデューサシステムに含まれているときに生じる波形を
示したものである。超音波トランスデューサＸＤの自己
発振オーバーリングの持続時間は、フィルタにより、超
音波トランシーバＵＸの受信部において標的エコー反射
ＲＥを区別可能とすることによって、効果的に減じられ
る。検出エコーパルスＤＰの送信バースト部分は、マイ
クロプロセッサＣＥにおける送信パルス消失器ＰＭによ
って除去される。オーバーリングの持続は、送信ライン
フィルタＴＦに十分な静電容量をもたせ、トランスデュ
ーサシステムを臨界的に減衰させることによって制御さ
れる。FIG. 3 shows the waveforms that occur when the transmission line filter TF is included in the transducer system. The duration of the self-oscillating overring of the ultrasonic transducer XD is effectively reduced by allowing the filter to distinguish the target echo reflection RE at the receiver of the ultrasonic transceiver UX. The transmit burst portion of the detected echo pulse DP is removed by the transmit pulse erasure PM in the microprocessor CE. The duration of the overring is controlled by having the transmit line filter TF have sufficient capacitance to critically dampen the transducer system.
【００１８】本発明の好ましい実施例によれば、インダ
クタンスコイルが、超音波トランスデューサＸＤの通常
の共振振動数の１／３で、送信ラインフィルタＴＦの静
電容量を有するように調整される。十分な利得が、超音
波トランシーバＵＸおよび超音波トランスデューサＸＤ
において維持され、通常の共振振動数の１／２または基
本振動数の代わりに通常の共振振動数の１／３を用いた
場合、利得の減少が補償される。According to a preferred embodiment of the invention, the inductance coil is adjusted to have the capacitance of the transmission line filter TF at 1/3 of the normal resonant frequency of the ultrasonic transducer XD. Sufficient gain, ultrasonic transceiver UX and ultrasonic transducer XD
The gain reduction is compensated for when ½ of the normal resonance frequency or ⅓ of the normal resonance frequency is used instead of the fundamental frequency.
【００１９】超音波トランスデューサＸＤ、これはマッ
サ プロダクツ コーポレイション(Massa Products Co
rporation) から入手可能なモデルＥ−１８８／２１５
であるが、このトランスデューサは、約２１５kHz で共
振する。ドライバ素子は、トコ アメリカ インコーポ
レイション カンパニィー (TOKO America, Inc. Compa
ny) から入手可能な、約３７０マイクロヘンリーのイン
ダクタンスおよび約１０対１の巻数比を有する鉄心入り
の同調可能な単巻変圧器である。送信ラインフィルタＴ
Ｆに対する静電容量は、約１３６００ピコファラッドで
ある。これらの素子および接続ケーブルが接続されると
き、単巻変圧器は、通常のトランスデューサシステムの
振動数の１／３で、または約７１kHz の振動数で共振す
るように同調される。共振エンベロープ信号がオシロス
コープを用いて監視され、単巻変圧器が、反射エコーＲ
Ｅ信号に対する最大エンベロープにおいて生じる最小発
振オーバーリングを達成するように同調される。Ultrasonic Transducer XD, which is a product of Massa Products Co.
model E-188 / 215 available from
However, this transducer resonates at about 215 kHz. The driver element is the TOKO America, Inc. Compa
A tunable autotransformer with an iron core having an inductance of about 370 microHenrys and a turns ratio of about 10 to 1, available from ny). Transmission line filter T
The capacitance for F is approximately 13600 picofarads. When these elements and connecting cables are connected, the autotransformer is tuned to resonate at 1/3 the frequency of a typical transducer system, or at a frequency of about 71 kHz. The resonant envelope signal is monitored using an oscilloscope, and the autotransformer reflects the reflected echo R
It is tuned to achieve the minimum oscillation overring that occurs at the maximum envelope for the E signal.
【００２０】超音波トランスデューサＵＸは、ナショナ
ル セミコンダクター カンパニー(National Semicond
uctor Company) から入手可能な、ＬＭ１８１２タイプ
のものである。マイクロプロセッサコントローラＣＥ
は、モトローラ インコーポライティッド カンパニー
(MOTOROLA, Inc. Company) から入手可能なＭＣ６８Ｈ
Ｃ１１タイプのものであり、アナログ／ディジタルコン
バータ、高速タイマ、および電気的消去可能でかつプロ
グラム組み込み可能な読み出し専用メモリを有してい
る。メモリは、また、プログラム組み込み可能な読み出
し専用メモリまたはランダムアクセスメモリ等の別のメ
モリ手段によって外部からサポートされ得る。コントロ
ーラソフトウェアＳＷは、プログラム組み込み可能な読
み出し専用メモリ内に存在する。校正データエントリー
装置ＤＥは、標準的な電話式の、＊および＃を備えた１
０進数字のキーパッド、および２進数字のＬＥＤ数値デ
ィスプレイからなっている。The ultrasonic transducer UX is a product of National Semiconductor Company.
LM1812 type, available from uctor Company). Microprocessor controller CE
Is a Motorola Incorporated Company
MC68H available from (MOTOROLA, Inc. Company)
It is of the C11 type and has an analog / digital converter, a high speed timer, and a read-only memory that is electrically erasable and programmable. The memory may also be externally supported by another memory means such as a programmable read only memory or a random access memory. The controller software SW exists in a read-only memory that can be programmed. Calibration data entry device DE is a standard telephone type, equipped with * and # 1
It consists of a zero digit keypad and a binary digit LED numeric display.
【００２１】校正データは、校正データエントリー装置
ＤＥを用いて、マイクロプロセッサコントローラＣＥに
入力され、電気的消去可能でかつプログラム組み込み可
能な読み出し専用メモリ内に、校正データ記憶ＣＦとし
て記憶される。The calibration data is input to the microprocessor controller CE using the calibration data entry device DE and stored in the electrically erasable and programmable read-only memory as the calibration data store CF.
【００２２】図４には、本発明による平均値形成アルゴ
リズムのフロー図を示した。値Ｘs が、特定の時間間隔
Ｔで周期的にサンプリングされる。各サンプリング時間
間隔毎に得られた値Ｘs は、平均値または全ンサンプル
フィールドＮの算術平均である、形式的平均値Ｘを計算
するために用いられる。計算およびメモリ記憶の効率
が、新たな平均値Ｘ’の計算に対する近似、すなわち、 Ｘ’＝Ｘ＋（Ｘs −Ｘ）／Ｎ を用いることによって達成される。このプロセスは、新
たなＸs がサンプリング時間間隔Ｔの終了時点で得られ
るたび毎に、繰り返される。このプロセスにおるエラー
は、（全ての値の和が、その値の個数で割り算される）
標準的な平均値の計算を行う場合と比較すると、もし、
多数のサンプルが含まれ、形式的な平均値Ｘと新たな値
Ｘs との差が微小であるならば、非常に小さくなる。か
かるエラーは、 エラー＝（Ｘ−Ｘs ）／（Ｎ×Ｘstd ) となる。ここで、Ｘstd は標準的な方法で計算された平
均値である。また、この周期的なサンプリングの技術
は、通常の自然対数的（ネイピアの基底ｅ）な現象にお
ける時定数と同等な時間応答を提示していることがわか
る。自然対数１の時定数に対して、 時定数＝Ｎ×Ｔ×０．９ となる。FIG. 4 shows a flow chart of the average value forming algorithm according to the present invention. The value X s is sampled periodically at specific time intervals T. The value X s obtained at each sampling time interval is used to calculate the formal mean value X, which is the mean value or the arithmetic mean of all sample fields N. The efficiency of the calculation and memory storage is achieved by using an approximation to the calculation of the new mean value X ′, namely X ′ = X + (X s −X) / N. This process is repeated each time a new X s is obtained at the end of the sampling time interval T. The error in this process is (sum of all values divided by number of values)
If you compare it with the standard average calculation,
It will be very small if a large number of samples are involved and the difference between the formal mean value X and the new value X s is small. Such an error is error = (X−X s ) / (N × X std ). Where X std is the average value calculated by the standard method. Also, it can be seen that this periodic sampling technique presents a time response equivalent to the time constant in a normal natural logarithmic (Napier's basis e) phenomenon. With respect to the time constant of natural logarithm 1, the time constant = N × T × 0.9.
【００２３】図５に示したように、コントローラソフト
ウェアＳＷにおけるローパスフィルタＬＦは、ランダム
な電気的ノイズおよび超音波トランスデューサＸＤとイ
ンク表面ＩＷとの間の空気の短時間の変動によって引き
起こされる変動を円滑化するために使用される。検出エ
コーパルスＤＰを表すカウント値を含むタイマレジスタ
ＴＲが、サンプリングされ、約０．５秒の時定数を用い
て、形式的な平均値が計算される。As shown in FIG. 5, the low-pass filter LF in the controller software SW smoothes fluctuations caused by random electrical noise and short-term fluctuations in air between the ultrasonic transducer XD and the ink surface IW. Used to A timer register TR containing a count value representing the detected echo pulse DP is sampled and a formal average value is calculated with a time constant of approximately 0.5 seconds.
【００２４】ローパスフィルタＬＦの出力が、コントロ
ーラソフトウェアＳＷにおけるインク表面アルゴリズム
ＳＡに適用される。インク表面アルゴリズムのフロー図
を図６に示した。ローパスフィルタＬＦの出力の新たな
値のそれぞれに対して、ローパスフィルタＬＦ出力の直
前の値が引き算され、この差の絶対値が新たな値によっ
て割り算される。この商を用いて、形式的な平均値が、
約１０分の時定数を用いて計算される。この結果は、表
面変動インデックスＶＩに対して、１から５までの数を
選択するために用いられる。ここで、１は非常に滑らか
な表面を、５は非常に粗い表面を表す。The output of the low pass filter LF is applied to the ink surface algorithm SA in the controller software SW. A flow chart of the ink surface algorithm is shown in FIG. For each new value of the output of the low-pass filter LF, the value immediately before the output of the low-pass filter LF is subtracted and the absolute value of this difference is divided by the new value. Using this quotient, the formal mean is
Calculated using a time constant of about 10 minutes. This result is used to select a number from 1 to 5 for the surface variation index VI. Here, 1 represents a very smooth surface and 5 represents a very rough surface.
【００２５】校正データエントリー装置ＤＥは、望まし
い制御設定値ＳＰおよび（粘性に関係する）インク応答
ＩＲを、マイクロプロセッサコントローラＣＥにおける
コントローラソフトウェアＳＷの校正データ記憶ＣＦ部
に入力するために使用される。制御設定値ＳＰは、超音
波トランスデューサＸＤの真下において測定される、イ
ンキ溜ＩＦの底からインキ表面ＩＷまでの維持されるべ
き距離である。インキ応答ＩＲは、１から５までのイン
デックスであり、この場合、１は低い粘性のインクを、
５は非常に高い粘性のインクを表す。The calibration data entry device DE is used to input the desired control setpoint SP and the ink response IR (related to viscosity) into the calibration data storage CF section of the controller software SW in the microprocessor controller CE. The control setpoint SP is the distance to be maintained from the bottom of the ink fountain IF to the ink surface IW, measured directly below the ultrasonic transducer XD. The ink response IR is an index from 1 to 5, where 1 is low viscosity ink,
5 represents a very viscous ink.
【００２６】図７に示したエコータイム処理アルゴリズ
ムＥＡは、ローパスフィルタＬＦ出力を、長期インクレ
ベルＬＬに対する数を生成する形式的な平均値を計算す
るための入力値として用いる。エコータイム処理アルゴ
リズムＥＡは、インク表面変動インデックスＶＩおよび
インク応答ＩＲによって、平均値形成プロセスにおける
時定数を調整する。時定数の選択範囲は、最も滑らかな
表面をもつ最も粘性の低いインクに対する約０．１分か
ら、最も粗い表面をもつ最も粘性の高いインクに対する
約１．５分までの範囲である。平均値形成プロセスの時
定数は、サンプルフィールドの大きさＮおよびサンプリ
ング時間間隔Ｔを調整することによって変化する。The echo time processing algorithm EA shown in FIG. 7 uses the low pass filter LF output as an input value for calculating a formal mean value that produces a number for the long term ink level LL. The echo time processing algorithm EA adjusts the time constant in the averaging process according to the ink surface variation index VI and the ink response IR. The time constant selection range is from about 0.1 minutes for the least viscous ink with the smoothest surface to about 1.5 minutes for the most viscous ink with the roughest surface. The time constant of the averaging process is changed by adjusting the size N of the sample field and the sampling time interval T.
【００２７】マイクロプロセッサコントローラＣＥにお
けるコントローラソフトウェアＳＷのインクサイクル制
御ＣＣ部は、校正データ記憶装置ＣＦからのインク応答
ＩＲを用いることにより、制御バルブＣＶの作動時間と
制御バルブＣＶの非作動時間との和からなる、制御バル
ブＣＶサイクル時間を選択する。サイクル時間の範囲
は、粘性の低いインク（インク応答＝１）に対する約
０．５分から、最も粘性の高いインク（インク応答＝
５）に対する４．５分までであり、インク溜ＩＦ内のイ
ンクＩＫが、インクの供給が、制御バルブＣＶを通じて
貯蔵タンクからなされたとき、新たなインクレベルを探
すことを可能とするように選択される。制御バルブＣＶ
の作動時間は、供給時間ＦＴ制御を用いて、インク供給
特性が個々の印刷機に一致し得るように手動で調整され
る。The ink cycle control CC section of the controller software SW in the microprocessor controller CE uses the ink response IR from the calibration data storage device CF to determine the operating time of the control valve CV and the non-operating time of the control valve CV. Select the control valve CV cycle time, which is the sum. The cycle time range is from about 0.5 minutes for the less viscous ink (ink response = 1) to the most viscous ink (ink response =
Up to 4.5 minutes for 5), the ink IK in the ink reservoir IF is selected to allow searching for a new ink level when the ink supply is made from the storage tank through the control valve CV. To be done. Control valve CV
The run time of the is adjusted manually using the feed time FT control so that the ink feed characteristics can be matched to the individual press.
【００２８】マイクロプロセッサコントローラＣＥにお
けるコントローラソフトウェアＳＷのコンパレータＣＰ
部は、エコータイム処理アルゴリズムＥＡおよび校正デ
ータ記憶装置ＣＦからの制御設定値ＳＰによって長期イ
ンクレベルを計算する。図８に示したように、もし、長
期インクレベルＬＬが望ましい制御設定値ＳＰ以下に低
下したならば、供給サイクルが開始され、バルブドライ
バＶＤを用いて制御バルブＣＶが開放されることによっ
て、貯蔵タンクからインクの供給が行われる。もし、長
期インクレベルＬＬが、望ましい制御設定値ＳＰと制御
安定性のための微小なヒステリシスとの和を超えたなら
ば、供給サイクルが終了する。Comparator CP of the controller software SW in the microprocessor controller CE
The unit calculates the long-term ink level according to the echo time processing algorithm EA and the control set value SP from the calibration data storage device CF. As shown in FIG. 8, if the long-term ink level LL drops below the desired control setpoint SP, a supply cycle is initiated and the control valve CV is opened using the valve driver VD to cause storage. Ink is supplied from the tank. If the long term ink level LL exceeds the desired control setpoint SP plus a small hysteresis for control stability, the supply cycle ends.
【００２９】以上、本発明の実施例について説明した
が、本発明はこれらの実施例に限定されるものではな
く、特許請求の範囲に記載した範囲内において、種々の
変形を行うことが可能である。Although the embodiments of the present invention have been described above, the present invention is not limited to these embodiments, and various modifications can be made within the scope of the claims. is there.
【図１】本発明によるインクレベル制御システムに対す
るシステムブロック図である。FIG. 1 is a system block diagram for an ink level control system according to the present invention.
【図２】本発明による送信波、および送信ラインフィル
タのない場合の受信エコーを示すグラフである。FIG. 2 is a graph showing a transmitted wave according to the present invention and a received echo without a transmission line filter.
【図３】本発明による送信波、および送信ラインフィル
タを有する場合の受信エコーを示すグラフである。FIG. 3 is a graph showing a transmission wave according to the present invention and a reception echo having a transmission line filter.
【図４】本発明によるソフトウェアコントロールに対す
るフロー図である。FIG. 4 is a flow diagram for software control according to the present invention.
【図５】本発明によるソフトウェアコントロールに対す
るフロー図である。FIG. 5 is a flow diagram for software control according to the present invention.
【図６】本発明によるソフトウェアコントロールに対す
るフロー図である。FIG. 6 is a flow diagram for software control according to the present invention.
【図７】本発明によるソフトウェアコントロールに対す
るフロー図である。FIG. 7 is a flow diagram for software control according to the present invention.
【図８】本発明によるソフトウェアコントロールに対す
るフロー図である。FIG. 8 is a flow diagram for software control according to the present invention.
【図９】本発明によるソフトウェアコントロールに対す
るフロー図である。FIG. 9 is a flow diagram for software control according to the present invention.
ＸＤ 超音波トランスデューサ ＩＦ インク溜 ＩＷ インク波面 ＴＦ 送信ラインフィルタ ＵＸ 超音波トランシーバ ＣＥ マイクロプロセッサコントローラ ＳＷ コントローラソフトウェア ＣＶ 制御バルブ ＤＥ 校正データエントリー装置 XD ultrasonic transducer IF ink reservoir IW ink wavefront TF transmission line filter UX ultrasonic transceiver CE microprocessor controller SW controller software CV control valve DE calibration data entry device
Claims (18)
波に変換し、超音波を受信して前記超音波を電気信号に
変換することができるトランスデューサと、 電気信号を前記トランスデューサに伝送するための送信
器と、 前記トランスデューサに電気信号を伝送し、前記トラン
スデーサにインク溜からの超音波の反射を生じせしめる
送信器と、 前記トランスデューサを介して前記インク溜から反射さ
れた信号を受信する受信器と、 前記電気信号の送信および前記反射された電気信号の受
信を制御し、前記インク溜のインクレベルを決定するた
めに、前記送信および受信された信号の時間発生セグメ
ントを処理するためのマイクロプロセッサ手段と、 前記マイクロプロセッサ手段から信号を受信し、前記イ
ンク溜にインクを供給すべくバルブを開放することがで
きる制御バルブ手段とを有しているものであることを特
徴とするオフセット印刷機のインク溜のインク供給量を
監視するための装置。1. A transducer capable of receiving an electric signal and converting the electric signal into an ultrasonic wave, receiving the ultrasonic wave and converting the ultrasonic wave into an electric signal, and transmitting the electric signal to the transducer. A transmitter for transmitting an electrical signal to the transducer and causing the transducer to reflect ultrasonic waves from the ink reservoir, and a signal received from the ink reservoir via the transducer A receiver for controlling the transmission of the electrical signal and the reception of the reflected electrical signal, and for processing the time-generated segments of the transmitted and received signals to determine the ink level in the ink fountain. And a valve for receiving a signal from the microprocessor means and supplying ink to the ink reservoir. Apparatus for monitoring ink supply amount of the ink reservoir of an offset printing machine, characterized in that as it has a control valve means capable of releasing.
よび受信器との間において送信され、受信された前記電
気信号を処理するための送信ラインフィルタを有してい
ることを特徴とする請求項１に記載の装置。2. A transmission line filter for processing the received electric signal transmitted between the transducer and the transmitter and the receiver. The described device.
ングを、前記インク溜のインク表面から、７．６２cm以
内の距離に反射された反射波を十分検出し得る程度まで
減少させることを特徴とする請求項２に記載の装置。3. The line filter reduces wave overring to such an extent that a reflected wave reflected within a distance of 7.62 cm from the ink surface of the ink reservoir can be sufficiently detected. The device according to claim 2.
ンク溜の前記インクレベルを制御するための記憶された
制御プログラムを含んでいることを特徴とする請求項１
に記載の装置。4. The microprocessor means includes a stored control program for controlling the ink level in the ink fountain.
The device according to.
れたデータのメモリ記憶を含んでいることを特徴とする
請求項４に記載の装置。5. The apparatus of claim 4 wherein said microprocessor means includes memory storage of calibrated data.
含んでおり、インク応答時間データがユーザーによって
プログラム可能であることを特徴とする請求項５に記載
の装置。6. The apparatus of claim 5, wherein the calibrated data includes control setpoints and ink response time data is user programmable.
御設定時間および前記インク応答時間データからインク
供給の持続時間を計算することを特徴とする請求項６に
記載の装置。7. The apparatus of claim 6 wherein said microprocessor means calculates the duration of ink supply from said control set time and said ink response time data.
表面の変動の数量化を行うための記憶されたプログラム
を含んでいることを特徴とする請求項５に記載の装置。8. The apparatus of claim 5, wherein the microprocessor means includes a stored program for quantifying ink surface variations.
ンクレベルの変化の長期平均を計算することを特徴とす
る請求項５に記載の装置。9. The apparatus of claim 5, wherein the microprocessor means calculates a long term average of changes in the ink level.
パスフィルタを含んでいることを特徴とする請求項５に
記載の装置。10. The apparatus of claim 5, wherein the microprocessor means includes a low pass filter.
り、新たにサンプリングされた値から古い形式的な平均
値を引き算して前記平均値を更新し、その結果をサンプ
ル数Ｎによって割り算して、その商に古い形式的な平均
値を加えることによって新たな形式的な平均値が決定さ
れることを特徴とする請求項１０に記載の装置。11. A sample is taken at each ink supply interval, the old formal mean value is subtracted from the newly sampled value to update the mean value, and the result is divided by the number of samples N, 11. The apparatus of claim 10, wherein the new formal average is determined by adding the old formal average to the quotient.
生するステップと、 前記電気信号パルスを超音波に変換するステップと、 前記超音波をインク溜から反射させるステップと、 前記反射された超音波を反射電気信号に変換するステッ
プと、 前記時間を記録されたパルスおよび前記反射電気信号の
時間発生セグメントを含むデータを処理することによっ
て、前記インク溜のインクレベルを決定するステップ
と、 前記インク溜のインクレベルを、前記インクレベルが所
望のレベル以下となったときに制御バルブを作動させる
ことによって調整するステップとを含んでいることを特
徴とするオフセット印刷機のインク溜におけるインク供
給量を監視するための方法。12. A step of generating a time-recorded electric signal pulse, a step of converting the electric signal pulse into an ultrasonic wave, a step of reflecting the ultrasonic wave from an ink reservoir, and the reflected ultrasonic wave. To a reflected electrical signal, determining the ink level of the fountain by processing the time-recorded pulse and data including a time-generated segment of the reflected electric signal; Adjusting the ink level in the offset sump by operating a control valve when the ink level falls below a desired level. Way to do.
ク応答時間を含む校正されたデータを含んでいることを
特徴とする請求項１２に記載の方法。13. The method of claim 12, wherein the data comprises calibrated data including control setpoints and ink response times.
答データから、インク供給持続時間を計算するステップ
を含んでいることを特徴とする請求項１３に記載の方
法。14. The method of claim 13 including the step of calculating an ink supply duration from the control set time and the ink response data.
ンク表面の変動に対する調整を含んでいることを特徴と
する請求項１２に記載の方法。15. The method of claim 12, wherein the step of processing the data includes adjusting for variations in ink surface.
化の長期平均を含んでいることを特徴とする請求項１２
に記載の方法。16. The data includes a long-term average of changes in the ink level.
The method described in.
テップを含んでいることを特徴とする請求項１２に記載
の方法。17. The method of claim 12 including the step of filtering with a low pass filter.
り、新たにサンプリングされた値から古い形式的な平均
値を引き算し、その結果をサンプル数Ｎによって割り算
して、その商に古い形式的な平均値を加えることによっ
て新たな形式的な平均値を計算するステップを含んでい
ることを特徴とする請求項１２に記載の方法。18. A sample is taken at each ink supply interval, the old formal average value is subtracted from the newly sampled value, and the result is divided by the number of samples N to obtain the quotient of the old formal value. 13. The method of claim 12 including the step of calculating a new formal average by adding the average.
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| JPS55500276A (en) * | 1978-04-21 | 1980-05-08 | ||
| JPS58193475A (en) * | 1982-05-07 | 1983-11-11 | Matsushita Electric Works Ltd | Ultrasonic reflection type detector |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH11268245A (en) * | 1998-02-14 | 1999-10-05 | Heidelberger Druckmas Ag | Method for metering ink for ink fountain of printer |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| DE69117585T2 (en) | 1996-10-24 |
| US5103728A (en) | 1992-04-14 |
| JP2890148B2 (en) | 1999-05-10 |
| EP0459755A1 (en) | 1991-12-04 |
| CN1046234C (en) | 1999-11-10 |
| DE69117585D1 (en) | 1996-04-11 |
| CN1060433A (en) | 1992-04-22 |
| EP0459755B1 (en) | 1996-03-06 |
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